化工热力学(第三版)课后答案朱自强VIP免费

第二章 流体的压力、体积、浓度关系：状态方程式2-1 试分别用下述方法求出 400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。（1） 理想气体方程；（2） RK 方程；（3）PR 方程；（4） 维里截断式（2-7）。其中 B 用 Pitzer 的普遍化关联法计算。[解] （1） 根据理想气体状态方程，可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积为（2） 用 RK 方程求摩尔体积将 RK 方程稍加变形，可写为 （E1）其中从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为=190.6K, =4.60MPa，将它们代入 a, b 表达式得以理想气体状态方程求得的为初值，代入式（E1）中迭代求解，第一次迭代得到值为第二次迭代得为和已经相差很小，可终止迭代。故用 RK 方程求得的摩尔体积近似为（3）用 PR 方程求摩尔体积将 PR 方程稍加变形，可写为 （E2）式中 从附表 1 查得甲烷的=0.008。将与代入上式用、和求 a 和 b，以 RK 方程求得的 V 值代入式（E2），同时将 a 和 b 的值也代入该式的右边，藉此求式（E2）左边的 V 值，得 再按上法迭代一次，V 值仍为，故最后求得甲烷的摩尔体积近似为。（4）维里截断式求摩尔体积根据维里截断式（2-7） （E3） （E4） （E5） （E6）其中已知甲烷的偏心因子=0.008，故由式（E4）~（E6）可计算得到从式（E3）可得因，故四 种 方 法 计 算 得 到 的 甲 烷 气 体 的 摩 尔 体 积 分 别 为、、和。其中后三种方法求得的甲烷的摩尔体积基本相等，且与第一种方法求得的值差异也小，这是由于该物系比较接近理想气体的缘故。2-2 含有丙烷的 0.5的容器具有 2.7Mpa 的耐压极限。出于安全考虑，规定充进容器的丙烷为 127℃，压力不得超过耐压极限的一半。试问可充入容器的丙烷为多少千克?[解] 从附表 1 查得丙烷的、和，分别为 4.25MPa，369.8K 和 0.152。则用普遍化压缩因子关联求该物系的压缩因子 Z。根据、值，从附表（7-2），（7-3）插值求得： ，，故丙烷的分子量为 44.1，即丙烷的摩尔质量 M 为 0.00441 kg。所以可充进容器的丙烷的质量 m 为从计算知，可充 9.81 kg 的丙烷。本题也可用合适的 EOS 法和其它的普遍化方法求解。2-3 根据 RK 方程、SRK 方程和 PR 方程，导出其常数 a、b 与临界常数的关系式。[解] （1）RK 方程式， （E1）利用临界点时临界等温线拐点的特征，即 （E2）将式（E1）代入式（E2）得到两个偏导数方程，即 （E3） （E4）临界点也符...